JPH11137538A - 血液成分計測装置及び方法 - Google Patents
血液成分計測装置及び方法Info
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- JPH11137538A JPH11137538A JP9310890A JP31089097A JPH11137538A JP H11137538 A JPH11137538 A JP H11137538A JP 9310890 A JP9310890 A JP 9310890A JP 31089097 A JP31089097 A JP 31089097A JP H11137538 A JPH11137538 A JP H11137538A
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 血液の成分、特に血糖成分を非侵襲に精度良
く計測する装置の実現。 【解決手段】 近赤外光を血管が表皮付近に集中する指
関節の曲げの内側の血管に入射させ、血管内の血液中を
拡散透過する光を検出し、そのグルコースによる吸収を
検出し、他方、グルコースの吸収の無い波長の光を用い
て、同様にして血液中の拡散透過光を測定し、両者の比
よりグルコース濃度を測定するものであり、光ファイバ
３に光源２，２’の光を入射させ、光ファイバ３の出射
側を直線状に配置し、指の血管を横切るように皮膚に密
着させて線状に光を入射させ、生体中を拡散透過した光
をホトセンサアレイ５で受光し、各アレイの素子の内、
血管中の拡散光路の長いすなわち最もグルコースの吸収
の大きい出力を用い、光源２、２’からの光に対応して
比較することで、光照射、光検出の位置合わせを厳密に
行うことなく精度よい測定を実現する。
く計測する装置の実現。 【解決手段】 近赤外光を血管が表皮付近に集中する指
関節の曲げの内側の血管に入射させ、血管内の血液中を
拡散透過する光を検出し、そのグルコースによる吸収を
検出し、他方、グルコースの吸収の無い波長の光を用い
て、同様にして血液中の拡散透過光を測定し、両者の比
よりグルコース濃度を測定するものであり、光ファイバ
３に光源２，２’の光を入射させ、光ファイバ３の出射
側を直線状に配置し、指の血管を横切るように皮膚に密
着させて線状に光を入射させ、生体中を拡散透過した光
をホトセンサアレイ５で受光し、各アレイの素子の内、
血管中の拡散光路の長いすなわち最もグルコースの吸収
の大きい出力を用い、光源２、２’からの光に対応して
比較することで、光照射、光検出の位置合わせを厳密に
行うことなく精度よい測定を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液の成分、特に
血糖成分を非侵襲に計測する血液成分測定方法に関す
る。
血糖成分を非侵襲に計測する血液成分測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】人間の血液は、液状の血漿５５％と有形
成分（赤血球、白血球、血小板）４５％からなり、血糖
は水分中に一様に分布している。血液中の遊離糖は、グ
ルコースの比率が極めて高いため、血液分析ではグルコ
ースに焦点を合わせて行う。
成分（赤血球、白血球、血小板）４５％からなり、血糖
は水分中に一様に分布している。血液中の遊離糖は、グ
ルコースの比率が極めて高いため、血液分析ではグルコ
ースに焦点を合わせて行う。
【０００３】グルコースの正常値は、７５〜１１０ｍｇ
／ｄｌとされており、糖尿病の検査法の一つである負荷
試験ではブドウ糖を経口投与し、血液中のグルコース濃
度の時間変化を測定している。
／ｄｌとされており、糖尿病の検査法の一つである負荷
試験ではブドウ糖を経口投与し、血液中のグルコース濃
度の時間変化を測定している。
【０００４】注射器等を用いて人体より血液を採取し、
その採血試料を分析してグルコース濃度を求める破壊的
または侵襲的グルコース測定法は公知で、分析には従来
より酵素電極法、比色法等の数々の方法が実用化されて
いる。
その採血試料を分析してグルコース濃度を求める破壊的
または侵襲的グルコース測定法は公知で、分析には従来
より酵素電極法、比色法等の数々の方法が実用化されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、採血試
料を分析してグルコース濃度を求める破壊的、侵襲的な
方法は、患者に苦痛を与える問題があった。
料を分析してグルコース濃度を求める破壊的、侵襲的な
方法は、患者に苦痛を与える問題があった。
【０００６】一方、非破壊的、非侵襲的方法としては、
皮膚を通して体表面に拡散してくるグルコース濃度を皮
膚表面に押しつけたセンサで測定する経皮的方法や、生
体組織中をレーザー光を透過させて特定波長での吸光度
を測定することによってグルコース濃度を求める方法が
提案されている。例えば特開昭６１−２５５４１号公報
「経皮グルコースセンサ」は、皮膚加温機構を有するセ
ンサを人体の皮膚表面に押しつけて体内から皮膚を通じ
て拡散してくるグルコースの濃度を測定する方法があ
る。また、特開昭６３−３１６３８号公報「無侵襲生化
学物質計測装置」も、皮膚加温機構を人体の皮膚表面に
押しつけて発汗させ、その汗のグルコース濃度を分析測
定する方法がある。
皮膚を通して体表面に拡散してくるグルコース濃度を皮
膚表面に押しつけたセンサで測定する経皮的方法や、生
体組織中をレーザー光を透過させて特定波長での吸光度
を測定することによってグルコース濃度を求める方法が
提案されている。例えば特開昭６１−２５５４１号公報
「経皮グルコースセンサ」は、皮膚加温機構を有するセ
ンサを人体の皮膚表面に押しつけて体内から皮膚を通じ
て拡散してくるグルコースの濃度を測定する方法があ
る。また、特開昭６３−３１６３８号公報「無侵襲生化
学物質計測装置」も、皮膚加温機構を人体の皮膚表面に
押しつけて発汗させ、その汗のグルコース濃度を分析測
定する方法がある。
【０００７】しかし、これらの方法では、加温加圧する
ことにより皮膚表面に跡形が長く残ることがある上に、
組織血管中を循環しつつある血液を直接測定していない
ので、グルコース濃度の時間変化が組織中拡散による時
間遅れや拡散中の変化などにより正確にとらえられない
問題があった。
ことにより皮膚表面に跡形が長く残ることがある上に、
組織血管中を循環しつつある血液を直接測定していない
ので、グルコース濃度の時間変化が組織中拡散による時
間遅れや拡散中の変化などにより正確にとらえられない
問題があった。
【０００８】また、例えば、米国特許第４,１６９,６７
６号公報「Method for determiningof metabolic produ
cts in the blood −血液中の代謝物の測定方法」で
は、炭酸ガスレーザを用い、内部多重全反射吸収スペク
トル法（ＡＴＲ）法によって皮膚表面部のグルコース濃
度を求めている。
６号公報「Method for determiningof metabolic produ
cts in the blood −血液中の代謝物の測定方法」で
は、炭酸ガスレーザを用い、内部多重全反射吸収スペク
トル法（ＡＴＲ）法によって皮膚表面部のグルコース濃
度を求めている。
【０００９】しかし、この方法では、レーザを用いるた
めにある程度エネルギー強度の強い光を用いることがで
きるが、測定波長は１０μｍ近傍を使用するため、水に
よる吸収の非常に大きい波長領域であることから、水分
を多く含む生体組織では、限られた深さまでしか測定で
きないという問題があった。
めにある程度エネルギー強度の強い光を用いることがで
きるが、測定波長は１０μｍ近傍を使用するため、水に
よる吸収の非常に大きい波長領域であることから、水分
を多く含む生体組織では、限られた深さまでしか測定で
きないという問題があった。
【００１０】本発明は、この様な従来の血液成分測定方
法の課題を考慮し、生体を傷つけることなく非侵襲に、
かつ、光照射、光検出の位置合わせを厳密に行うことな
く、精度よい血液中のグルコース濃度測定が可能とな
法の課題を考慮し、生体を傷つけることなく非侵襲に、
かつ、光照射、光検出の位置合わせを厳密に行うことな
く、精度よい血液中のグルコース濃度測定が可能とな
【００１１】
【課題を解決するための手段】生体組織中での光の吸収
が大きくなる赤外領域を避け、生体組織中も比較的よく
透過する近赤外光を使用し、血管が表皮付近に集中する
指関節の曲げの内側の血管に近赤外光を入射させ、血管
内の血液中を拡散透過する光を検出し、そのグルコース
による吸収を検出し、さらにグルコースの吸収の無い波
長の光を用いて、同様にして血液中の拡散透過光を測定
し、両者の比よりグルコースの濃度を測定することによ
り、血液中のグルコース濃度を測定可能とするものであ
る。
が大きくなる赤外領域を避け、生体組織中も比較的よく
透過する近赤外光を使用し、血管が表皮付近に集中する
指関節の曲げの内側の血管に近赤外光を入射させ、血管
内の血液中を拡散透過する光を検出し、そのグルコース
による吸収を検出し、さらにグルコースの吸収の無い波
長の光を用いて、同様にして血液中の拡散透過光を測定
し、両者の比よりグルコースの濃度を測定することによ
り、血液中のグルコース濃度を測定可能とするものであ
る。
【００１２】すなわち、請求項１の本発明は、血液中の
計測しようとする成分に対する吸収が大きく、かつ、他
の血液成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を放出す
る第一の光源と、血液中の計測しようとする成分に対す
る吸収が小さく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波
長域に選択的に光を放出する第二の光源と、前記第一、
第二の光源からの光を入力し先端からその光を出射す
る、測定個所に当接可能な光ファイバーと、測定個所に
当接可能な、光を受光するホトセンサと、第一の光源の
出射と第二の光源の出射に対応して前記ホトセンサから
得られるそれぞれの出力信号とを比較して、血液中の計
測しようとする成分を判定する判定手段とを備えたこと
を特徴とする血液成分測定装置である。
計測しようとする成分に対する吸収が大きく、かつ、他
の血液成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を放出す
る第一の光源と、血液中の計測しようとする成分に対す
る吸収が小さく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波
長域に選択的に光を放出する第二の光源と、前記第一、
第二の光源からの光を入力し先端からその光を出射す
る、測定個所に当接可能な光ファイバーと、測定個所に
当接可能な、光を受光するホトセンサと、第一の光源の
出射と第二の光源の出射に対応して前記ホトセンサから
得られるそれぞれの出力信号とを比較して、血液中の計
測しようとする成分を判定する判定手段とを備えたこと
を特徴とする血液成分測定装置である。
【００１３】また、請求項２の本発明は、前記他の血液
成分とは水分であることを特徴とする請求項１記載の血
液成分測定装置である。
成分とは水分であることを特徴とする請求項１記載の血
液成分測定装置である。
【００１４】また、請求項３の本発明は、前記光ファイ
バーは束となっており、その光出射端は直線状に配列さ
れ、その光出射端は測定箇所における血管に実質上横切
るように皮膚に密着させられて、線状に光を入射するも
のであり、前記ホトセンサは直線状に配列されたアレイ
であり、その受光端は測定箇所における血管に実質上横
切るように皮膚に密着させられて使用されるものである
ことを特徴とする請求項１記載の血液成分測定装置であ
る。
バーは束となっており、その光出射端は直線状に配列さ
れ、その光出射端は測定箇所における血管に実質上横切
るように皮膚に密着させられて、線状に光を入射するも
のであり、前記ホトセンサは直線状に配列されたアレイ
であり、その受光端は測定箇所における血管に実質上横
切るように皮膚に密着させられて使用されるものである
ことを特徴とする請求項１記載の血液成分測定装置であ
る。
【００１５】また、請求項４の本発明は、前記第一の光
源と第二の光源を切り替えるための点灯回路を備えたこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血液成
分測定装置である。
源と第二の光源を切り替えるための点灯回路を備えたこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血液成
分測定装置である。
【００１６】また、請求項５の本発明は、前記第一の光
源と第二の光源とから出射される光を互いに異なる周波
数で変調し、同時に点灯させて、前記光ファイバーに入
射させるための点灯回路をさらに備え、前記ホトセンサ
は同時に第一、第二の光源からの光を検出するものであ
り、さらに、前記第一の光源の光と前記第二の光源の光
に対応する前記ホトセンサからのそれぞれの出力信号
を、それぞれの変調周波数に同期して検波することで、
分離するホトセンサアレイ出力検出回路を備えたことを
特徴とする請求項１記載の血液成分測定装置である。
源と第二の光源とから出射される光を互いに異なる周波
数で変調し、同時に点灯させて、前記光ファイバーに入
射させるための点灯回路をさらに備え、前記ホトセンサ
は同時に第一、第二の光源からの光を検出するものであ
り、さらに、前記第一の光源の光と前記第二の光源の光
に対応する前記ホトセンサからのそれぞれの出力信号
を、それぞれの変調周波数に同期して検波することで、
分離するホトセンサアレイ出力検出回路を備えたことを
特徴とする請求項１記載の血液成分測定装置である。
【００１７】また、請求項６の本発明は、前記判定手段
は、第一の光源の照射における、前記ホトセンサアレイ
のそれぞれの素子から出力される信号のうち、最も計測
しようとする成分の吸収の大きい出力を選択し、第二の
光源の照射においては、前記第一の光源において出力信
号が選択されたホトセンサーアレイの素子から出力され
る信号を選択し、前記第一の光源の場合の選択出力と第
二の光源の場合の選択出力との比を求め、血液中の計測
しようとする成分を判定することを特徴とする請求項３
記載の血液成分測定装置である。
は、第一の光源の照射における、前記ホトセンサアレイ
のそれぞれの素子から出力される信号のうち、最も計測
しようとする成分の吸収の大きい出力を選択し、第二の
光源の照射においては、前記第一の光源において出力信
号が選択されたホトセンサーアレイの素子から出力され
る信号を選択し、前記第一の光源の場合の選択出力と第
二の光源の場合の選択出力との比を求め、血液中の計測
しようとする成分を判定することを特徴とする請求項３
記載の血液成分測定装置である。
【００１８】また、請求項７の本発明は、血液中の計測
しようとする成分に対する吸収が大きく、かつ、他の血
液成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を第一の光源
から放出し、血液中の計測しようとする成分に対する吸
収が小さく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波長域
に選択的に光を第二の光源から放出し、前記第一、第二
の光源からの光を入力させ先端からその光を出射する光
ファイバーを測定個所に当接し、測定個所にホトセンサ
を当接し、第一の光源の出射と第二の光源の出射に対応
して前記ホトセンサから得られるそれぞれの出力信号と
を比較して、血液中の計測しようとする成分を判定する
ことを特徴とする血液成分測定方法である。
しようとする成分に対する吸収が大きく、かつ、他の血
液成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を第一の光源
から放出し、血液中の計測しようとする成分に対する吸
収が小さく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波長域
に選択的に光を第二の光源から放出し、前記第一、第二
の光源からの光を入力させ先端からその光を出射する光
ファイバーを測定個所に当接し、測定個所にホトセンサ
を当接し、第一の光源の出射と第二の光源の出射に対応
して前記ホトセンサから得られるそれぞれの出力信号と
を比較して、血液中の計測しようとする成分を判定する
ことを特徴とする血液成分測定方法である。
【００１９】また、請求項８の本発明は、測定しようと
する成分はグルコースであることをことを特徴とする請
求項７記載の血液成分測定方法である。
する成分はグルコースであることをことを特徴とする請
求項７記載の血液成分測定方法である。
【００２０】また、請求項９の本発明は、測定部位であ
る指関節部分より、指付け根方向の測定部位近傍を圧迫
し、測定部位を充血させて測定することを特徴とする請
求項７記載の血液成分測定方法である。
る指関節部分より、指付け根方向の測定部位近傍を圧迫
し、測定部位を充血させて測定することを特徴とする請
求項７記載の血液成分測定方法である。
【００２１】また、請求項１０の本発明は、近赤外光
を、指の血管に入射させ、前記血管内の血液中を拡散透
過する光を検出してそのグルコースによる吸収を検出
し、さらに前記血管内の血液中をグルコースの吸収の無
い波長の光を用いて血液中の拡散透過光を測定し、両者
の比よりグルコースの濃度を測定することを特徴とする
血液成分測定方法である。
を、指の血管に入射させ、前記血管内の血液中を拡散透
過する光を検出してそのグルコースによる吸収を検出
し、さらに前記血管内の血液中をグルコースの吸収の無
い波長の光を用いて血液中の拡散透過光を測定し、両者
の比よりグルコースの濃度を測定することを特徴とする
血液成分測定方法である。
【００２２】また、請求項１１の本発明は、グルコース
の吸収の大きい波長域の光を皮膚を介して血管に照射し
て得られる吸光度と、グルコースの吸収の少ない波長域
の光を前記皮膚もしくはその近傍の皮膚を介して血管に
照射して得られる吸光度の比からグルコース濃度を求め
ることを特徴とする血液成分測定方法である。
の吸収の大きい波長域の光を皮膚を介して血管に照射し
て得られる吸光度と、グルコースの吸収の少ない波長域
の光を前記皮膚もしくはその近傍の皮膚を介して血管に
照射して得られる吸光度の比からグルコース濃度を求め
ることを特徴とする血液成分測定方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００２４】先ず本発明の原理を説明する。成人の指の
１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域での分光吸収特性を
図２に示す。縦軸は吸光度を、横軸は波長を示す。
１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域での分光吸収特性を
図２に示す。縦軸は吸光度を、横軸は波長を示す。
【００２５】１．４μｍ〜１．５μｍおよび１．９μｍ
〜２μｍに水の吸収のピークが示されている。生体に
は、多くの水が含まれ、血液もその約５０％が水であ
る。
〜２μｍに水の吸収のピークが示されている。生体に
は、多くの水が含まれ、血液もその約５０％が水であ
る。
【００２６】図３に純水の分光吸収特性（試料透過距離
０．５mm）を、グルコース粉末試料（若干の水分を含
む）の分光吸収特性を図４に示す。
０．５mm）を、グルコース粉末試料（若干の水分を含
む）の分光吸収特性を図４に示す。
【００２７】純水とグルコース粉末の吸光度特性から、
図２に示す指の吸光度特性において、１．７μｍ前後お
よび２．１μｍ前後の特性が、血液中のグルコースの吸
収に対応していることがわかる。
図２に示す指の吸光度特性において、１．７μｍ前後お
よび２．１μｍ前後の特性が、血液中のグルコースの吸
収に対応していることがわかる。
【００２８】このうち血中グルコース濃度との対応のよ
い波長帯域として１．７μｍ前後の波長域を使用し、グ
ルコースの吸収の影響の少ない１．２〜１．３μｍを規
準波長領域とし、両者の吸光度の比からグルコース濃度
を精度良く求めることができる。
い波長帯域として１．７μｍ前後の波長域を使用し、グ
ルコースの吸収の影響の少ない１．２〜１．３μｍを規
準波長領域とし、両者の吸光度の比からグルコース濃度
を精度良く求めることができる。
【００２９】すなわち、グルコースの吸収の大きい１．
７μｍ前後の波長域の光を皮膚を介して血管に照射して
得られる吸光度と、グルコースの吸収の少ない１．２〜
１．３μｍを規準波長領域とする光を前記皮膚もしくは
その近傍の皮膚を介して血管に照射して得られる吸光度
の比からグルコース濃度を精度良く求めることができ
る。
７μｍ前後の波長域の光を皮膚を介して血管に照射して
得られる吸光度と、グルコースの吸収の少ない１．２〜
１．３μｍを規準波長領域とする光を前記皮膚もしくは
その近傍の皮膚を介して血管に照射して得られる吸光度
の比からグルコース濃度を精度良く求めることができ
る。
【００３０】次に本実施の形態の構成を説明する。
【００３１】図１において、１は光源部、２はその第一
光源、２’は第二光源、３は光ファイバー束、４は指、
５はホトセンサアレイ、６は点灯回路、７はホトセンサ
アレイ出力検出回路、８は制御回路（本発明の判定手段
に相当する）であって、光源１は点灯回路６に接続さ
れ、天候回路６は制御回路８に接続され、出力検出回路
７は制御回路８に接続され、ホトセンサアレイ５は出力
検出回路７に接続されている。
光源、２’は第二光源、３は光ファイバー束、４は指、
５はホトセンサアレイ、６は点灯回路、７はホトセンサ
アレイ出力検出回路、８は制御回路（本発明の判定手段
に相当する）であって、光源１は点灯回路６に接続さ
れ、天候回路６は制御回路８に接続され、出力検出回路
７は制御回路８に接続され、ホトセンサアレイ５は出力
検出回路７に接続されている。
【００３２】この場合、第一の光源２は、１．７μｍ前
後の波長域に発光する半導体レーザもしくは、白熱電球
に光学干渉フイルタを組み合わせたものを用い、第二の
光源２’には、１．２〜１．３μｍの波長域に発光する
半導体レーザもしくは、白熱電球に光学干渉フイルタを
組み合わせたものを用いる。さらに、ホトセンサアレイ
５には、例えば１．８μｍまで感度のあるＧａＩｎＰホ
トダイオードのアレイを使用する。
後の波長域に発光する半導体レーザもしくは、白熱電球
に光学干渉フイルタを組み合わせたものを用い、第二の
光源２’には、１．２〜１．３μｍの波長域に発光する
半導体レーザもしくは、白熱電球に光学干渉フイルタを
組み合わせたものを用いる。さらに、ホトセンサアレイ
５には、例えば１．８μｍまで感度のあるＧａＩｎＰホ
トダイオードのアレイを使用する。
【００３３】このような構成を有する本実施の形態にお
いて、光源部１で血液中グルコースの吸収の大きくか
つ、他の血液成分たとえば水の吸収の少ない波長域に選
択的に光を放出する第一の光源２から、そのような光を
光ファイバー束３に入射させる。
いて、光源部１で血液中グルコースの吸収の大きくか
つ、他の血液成分たとえば水の吸収の少ない波長域に選
択的に光を放出する第一の光源２から、そのような光を
光ファイバー束３に入射させる。
【００３４】光ファイバー束３の出射端を直線状に配置
し、測定部位である指４の関節部の曲げの内側の曲げに
平行に、すなわち血管４０に横切るように皮膚に密着さ
せて線状に光を入射させる。そして、指４の生体組織中
を拡散透過した光を、指関節の曲げの内側の曲げに平行
に、すなわち血管４０に横切るように皮膚に密着したホ
トセンサアレイ５で受光する。
し、測定部位である指４の関節部の曲げの内側の曲げに
平行に、すなわち血管４０に横切るように皮膚に密着さ
せて線状に光を入射させる。そして、指４の生体組織中
を拡散透過した光を、指関節の曲げの内側の曲げに平行
に、すなわち血管４０に横切るように皮膚に密着したホ
トセンサアレイ５で受光する。
【００３５】ホトセンサアレイ５の出力検出は、第一の
光源２の点灯を制御する点灯回路６からの同期信号によ
り、第一の光源２の点灯周波数に同期してホトセンサア
レイ出力検出回路７で検波し、さらに制御回路８で、ホ
トセンサアレイ５のそれぞれに対応する検出信号出力の
うち、血管４０、４１、４２中の拡散光路の長い、すな
わち最もグルコースの吸収の大きい血管４０を検出して
いるアレイの出力を選択する。
光源２の点灯を制御する点灯回路６からの同期信号によ
り、第一の光源２の点灯周波数に同期してホトセンサア
レイ出力検出回路７で検波し、さらに制御回路８で、ホ
トセンサアレイ５のそれぞれに対応する検出信号出力の
うち、血管４０、４１、４２中の拡散光路の長い、すな
わち最もグルコースの吸収の大きい血管４０を検出して
いるアレイの出力を選択する。
【００３６】次に、制御回路８からの信号により光源を
第二の光源２’に切り替える。第二の光源２’は、第一
の光源２の波長帯域と同程度の血液および生体中の吸収
特性を示し、かつグルコースの吸収の少ない波長帯域に
選択的に光を放出する光源である。第二の光源２’での
照明において、第一の光源２において出力信号を採用し
たホトセンサーアレイ５の素子の信号を第二の光源２’
の点灯周波数に同期してホトセンサアレイ出力検出回路
７で検波し、制御回路８で、第一の光源２の場合の選択
出力との比を求め、グルコースの吸収の特性を分離す
る。
第二の光源２’に切り替える。第二の光源２’は、第一
の光源２の波長帯域と同程度の血液および生体中の吸収
特性を示し、かつグルコースの吸収の少ない波長帯域に
選択的に光を放出する光源である。第二の光源２’での
照明において、第一の光源２において出力信号を採用し
たホトセンサーアレイ５の素子の信号を第二の光源２’
の点灯周波数に同期してホトセンサアレイ出力検出回路
７で検波し、制御回路８で、第一の光源２の場合の選択
出力との比を求め、グルコースの吸収の特性を分離す
る。
【００３７】これにより、光照射、光検出の位置合わせ
を厳密に行うことなく精度よい血液中のグルコース濃度
の測定を実現できる。
を厳密に行うことなく精度よい血液中のグルコース濃度
の測定を実現できる。
【００３８】尚、光の照射位置と照射されて反射拡散し
た光を受光する位置とは、本実施の形態のように、ほぼ
近傍の位置関係であっても良いが（図面上では見やすさ
のため離して記載している）、同一の位置に照射し受光
するように構成してもよいものである。
た光を受光する位置とは、本実施の形態のように、ほぼ
近傍の位置関係であっても良いが（図面上では見やすさ
のため離して記載している）、同一の位置に照射し受光
するように構成してもよいものである。
【００３９】また、測定部位である指関節部分より、指
付け根方向の測定部位近傍を圧迫し、測定部位を充血さ
せて測定することが好ましい。
付け根方向の測定部位近傍を圧迫し、測定部位を充血さ
せて測定することが好ましい。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、生体を傷
つけることなく非侵襲に、かつ、光照射、光検出の位置
合わせを厳密に行うことなく、精度よい血液中のグルコ
ース濃度測定が可能となる。
つけることなく非侵襲に、かつ、光照射、光検出の位置
合わせを厳密に行うことなく、精度よい血液中のグルコ
ース濃度測定が可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態における非侵襲血中グル
コース濃度測定装置の構成図
コース濃度測定装置の構成図
【図２】成人の指の１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域
での分光吸収特性図
での分光吸収特性図
【図３】純水の１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域での
分光吸収特性（試料透過距離０．５mm）の測定例を示す
特性図
分光吸収特性（試料透過距離０．５mm）の測定例を示す
特性図
【図４】グルコース粉末試料（若干の水分を含む）の
１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域での分光吸収特性の
測定例を示す特性図
１．２μｍ〜２．４μｍの波長領域での分光吸収特性の
測定例を示す特性図
１ 光源部 ２ 第一の光源 ２’ 第二の光源 ３ 光ファイバー束 ４ 指 ５ ホトセンサ・アレイ ６ 点灯回路 ７ ホトセンサーアレイ出力検出回路 ８ 制御回路
Claims (11)
- 【請求項１】血液中の計測しようとする成分に対する吸
収が大きく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波長域
に選択的に光を放出する第一の光源と、血液中の計測し
ようとする成分に対する吸収が小さく、かつ、他の血液
成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を放出する第二
の光源と、前記第一、第二の光源からの光を入力し先端
からその光を出射する、測定個所に当接可能な光ファイ
バーと、測定個所に当接可能な、光を受光するホトセン
サと、第一の光源の出射と第二の光源の出射に対応して
前記ホトセンサから得られるそれぞれの出力信号とを比
較して、血液中の計測しようとする成分を判定する判定
手段とを備えたことを特徴とする血液成分測定装置。 - 【請求項２】前記他の血液成分とは水分であることを特
徴とする請求項１記載の血液成分測定装置。 - 【請求項３】前記光ファイバーは束となっており、その
光出射端は直線状に配列され、その光出射端は測定箇所
における血管に実質上横切るように皮膚に密着させられ
て、線状に光を入射するものであり、前記ホトセンサは
直線状に配列されたアレイであり、その受光端は測定箇
所における血管に実質上横切るように皮膚に密着させら
れて使用されるものであることを特徴とする請求項１記
載の血液成分測定装置。 - 【請求項４】前記第一の光源と第二の光源を切り替える
ための点灯回路を備えたことを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の血液成分測定装置。 - 【請求項５】前記第一の光源と第二の光源とから出射さ
れる光を互いに異なる周波数で変調し、同時に点灯させ
て、前記光ファイバーに入射させるための点灯回路をさ
らに備え、 前記ホトセンサは同時に第一、第二の光源からの光を検
出するものであり、 さらに、前記第一の光源の光と前記第二の光源の光に対
応する前記ホトセンサからのそれぞれの出力信号を、そ
れぞれの変調周波数に同期して検波することで、分離す
るホトセンサアレイ出力検出回路を備えたことを特徴と
する請求項１記載の血液成分測定装置。 - 【請求項６】前記判定手段は、第一の光源の照射におけ
る、前記ホトセンサアレイのそれぞれの素子から出力さ
れる信号のうち、最も計測しようとする成分の吸収の大
きい出力を選択し、第二の光源の照射においては、前記
第一の光源において出力信号が選択されたホトセンサー
アレイの素子から出力される信号を選択し、前記第一の
光源の場合の選択出力と第二の光源の場合の選択出力と
の比を求め、血液中の計測しようとする成分を判定する
ことを特徴とする請求項３記載の血液成分測定装置。 - 【請求項７】血液中の計測しようとする成分に対する吸
収が大きく、かつ、他の血液成分の吸収の少ない波長域
に選択的に光を第一の光源から放出し、血液中の計測し
ようとする成分に対する吸収が小さく、かつ、他の血液
成分の吸収の少ない波長域に選択的に光を第二の光源か
ら放出し、前記第一、第二の光源からの光を入力させ先
端からその光を出射する光ファイバーを測定個所に当接
し、測定個所にホトセンサを当接し、第一の光源の出射
と第二の光源の出射に対応して前記ホトセンサから得ら
れるそれぞれの出力信号とを比較して、血液中の計測し
ようとする成分を判定することを特徴とする血液成分測
定方法。 - 【請求項８】測定しようとする成分はグルコースである
ことをことを特徴とする請求項７記載の血液成分測定方
法。 - 【請求項９】測定部位である指関節部分より、指付け根
方向の測定部位近傍を圧迫し、測定部位を充血させて測
定することを特徴とする請求項７記載の血液成分測定方
法。 - 【請求項１０】近赤外光を、指の血管に入射させ、前記
血管内の血液中を拡散透過する光を検出してそのグルコ
ースによる吸収を検出し、 さらに前記血管内の血液中をグルコースの吸収の無い波
長の光を用いて血液中の拡散透過光を測定し、両者の比
よりグルコースの濃度を測定することを特徴とする血液
成分測定方法。 - 【請求項１１】グルコースの吸収の大きい波長域の光を
皮膚を介して血管に照射して得られる吸光度と、グルコ
ースの吸収の少ない波長域の光を前記皮膚もしくはその
近傍の皮膚を介して血管に照射して得られる吸光度の比
からグルコース濃度を求めることを特徴とする血液成分
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9310890A JPH11137538A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 血液成分計測装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9310890A JPH11137538A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 血液成分計測装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11137538A true JPH11137538A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18010622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9310890A Pending JPH11137538A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 血液成分計測装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11137538A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990083994A (ko) * | 1999-09-01 | 1999-12-06 | 조현우 | 혈관 탐색장치 |
| KR20000075056A (ko) * | 1999-05-28 | 2000-12-15 | 임현수 | 산소포화도 및 혈류량 광센서 시스템 |
| JP2004504905A (ja) * | 2000-08-02 | 2004-02-19 | センシス メディカル インク | 光学的サンプリング中に組織測定部位における局所的な吸収係数および散乱係数を再現性良く修正するための装置および方法 |
| JP2007075445A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Olympus Medical Systems Corp | 撮像システム |
| JP2007135621A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Konica Minolta Sensing Inc | 生体情報測定装置 |
| WO2012049753A1 (ja) | 2010-10-14 | 2012-04-19 | 株式会社日立製作所 | 生体情報取得解析装置 |
| JP2018504945A (ja) * | 2015-12-09 | 2018-02-22 | アイアイエスエム インコーポレイテッド | 無採血の血糖測定補正方法および装置 |
| CN111766223A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-13 | 成都维客昕微电子有限公司 | 一种基于皮肤透射光采集的活体检测装置及方法 |
| JP2022519031A (ja) * | 2019-01-22 | 2022-03-18 | ウニヴェルシダッド デ セビーリャ | 非侵襲的血糖値推定のためのポータブルデバイスおよび方法 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP9310890A patent/JPH11137538A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000075056A (ko) * | 1999-05-28 | 2000-12-15 | 임현수 | 산소포화도 및 혈류량 광센서 시스템 |
| KR19990083994A (ko) * | 1999-09-01 | 1999-12-06 | 조현우 | 혈관 탐색장치 |
| JP2004504905A (ja) * | 2000-08-02 | 2004-02-19 | センシス メディカル インク | 光学的サンプリング中に組織測定部位における局所的な吸収係数および散乱係数を再現性良く修正するための装置および方法 |
| JP2007075445A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Olympus Medical Systems Corp | 撮像システム |
| JP2007135621A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Konica Minolta Sensing Inc | 生体情報測定装置 |
| US8195261B2 (en) | 2005-11-14 | 2012-06-05 | Konica Minolta Sensing, Inc. | Vital information measuring device |
| WO2012049753A1 (ja) | 2010-10-14 | 2012-04-19 | 株式会社日立製作所 | 生体情報取得解析装置 |
| CN103260515A (zh) * | 2010-10-14 | 2013-08-21 | 株式会社日立制作所 | 生物体信息获取解析装置 |
| JP5623540B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2014-11-12 | 株式会社日立製作所 | 生体情報取得解析装置 |
| JP2018504945A (ja) * | 2015-12-09 | 2018-02-22 | アイアイエスエム インコーポレイテッド | 無採血の血糖測定補正方法および装置 |
| JP2022519031A (ja) * | 2019-01-22 | 2022-03-18 | ウニヴェルシダッド デ セビーリャ | 非侵襲的血糖値推定のためのポータブルデバイスおよび方法 |
| CN111766223A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-13 | 成都维客昕微电子有限公司 | 一种基于皮肤透射光采集的活体检测装置及方法 |
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